剪切模量
編輯在材料科學中,剪切模量或剛度模量,用G表示,有時用S或μ表示,是材料彈性剪切剛度的量度,定義為剪切應力與剪切應變的比值。
導出的SI剪切模量單位是帕斯卡(Pa),盡管它通常以吉帕斯卡(GPa)或千磅每平方英寸(ksi)表示。它的維數形式是M1L-1T-2,用質量乘以加速度代替力。
解釋
編輯剪切模量是測量材料剛度的幾個量之一。
剪切模量與固體在受到與其一個表面平行的力而其相對面受到相反力(例如摩擦力)時的變形有關。在形狀像矩形棱柱的物體的情況下,它會變形為平行六面體。當在不同方向進行測試時,各向異性材料(例如木材、紙和基本上所有的單晶)表現出對應力或應變的不同材料響應。在這種情況下,可能需要使用彈性常數的完整張量表達式,而不是單個標量值。
流體的一種可能定義是具有零剪切模量的材料。
剪切波
編輯在均質和各向同性固體中,有兩種波,壓力波和剪切波。
金屬的剪切模量
編輯通常觀察到金屬的剪切模量隨著溫度的升高而降低。在高壓下,剪切模量似乎也隨著施加的壓力而增加。在許多金屬中已經觀察到熔化溫度、空位形成能和剪切模量之間的相關性。
有幾種模型試圖預測金屬(可能還有合金)的剪切模量。已用于塑性流動計算的剪切模量模型包括:
- MTS剪切模量模型由機械閾值應力(MTS)塑性流動應力模型開發并與之結合使用。
- Steinberg-Cochran-Guinan(SCG)剪切模量模型由Steinberg-Cochran-Guinan-Lund(SCGL)流動應力模型開發并結合使用。
- Nadal和LePoac(NP)剪切模量模型使用林德曼理論來確定溫度依賴性,而SCG模型則用于剪切模量的壓力依賴性。
其中,μ0是參考狀態下的剪切模量(T=300K,p=0,η=1),p是壓力,T是溫度。
NP模型
Nadal-LePoac(NP)剪切模量模型是SCG模型的修改版本。SCG模型中剪切模量的經驗溫度依賴性由基于林德曼熔融理論的方程代替。
μ0是xxx零和環境??壓力下的剪切模量,ζ是面積,m是原子質量,f是林德曼常數。
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